鑄造過程模擬仿真及工藝設計

《鑄造過程模擬仿真及工藝設計》是2011年國防工業出版社出版的圖書，作者是毛紅奎。本書可作為鑄造領域科研人員在科研及鑄造生產中的技術參考資料，也可作為材料加工工程專業研究生及高年級本科生的教學參考書。

基本介紹

• 書名：鑄造過程模擬仿真及工藝設計
• ISBN：9787118074741
• 出版社：國防工業出版社
• 出版時間：2011-11-01

基本信息

作 者： 毛紅奎 編

版　次： 1

頁　數： 219

裝　幀： 平裝

開　本： 16開

所屬分類： 圖書>科技>金屬學與金屬工藝

內容簡介

隨著計算機技術的發展，計算材料科學已成為一門新興的交叉學科。除實驗和理論方法外，計算材料科學是解決材料科學中實際問題的第三大重要研究方法。

毛紅奎、徐宏編著的《鑄造過程模擬仿真及工藝設計》主要介紹鑄造過程的計算機模擬技術，全書共分6章，主要內容包括：緒論、鑄造充型過程數值模擬技術、鑄造凝固過程數值模擬技術、鑄造模擬過程前後處理技術、基於CAE的鑄造工藝CAPP技術、鑄造專家系統。《鑄造過程模擬仿真及工藝設計》除了介紹已有鑄造過程數值模擬常用方法之外，還介紹了本課題組的一些研究成果，主要包括：基於邊界切格線的鑄造充型/凝固過程數值模擬技術，鑄造CAE的前後處理技術、基於鑄造CAE的鑄造工藝CAPP及缺陷專家系統等內容。

圖書目錄

第1章 緒論

1.1 鑄造過程數值模擬的內涵

1.2 鑄造過程數值模擬的主要方法

1.2.1 數值離散方法

1.2.2 凝固過程數值計算方法

1.2.3 鑄件充型過程數值模擬方法

1.3 格線生成技術

1.3.1 結構化格線

1.3.2 非結構化格線

1.3.3 用於鑄造模擬的格線生成技術

1.4 浸入邊界法及其套用

1.5 鑄造工藝CAD技術的發展

1.6 鑄造過程模擬計算結果的驗證方法

1.7 鑄造過程數值模擬技術存在的問題及發展方向

第2章 鑄造充型過程數值模擬技術

2.1 鑄造充型過程的數學模型

2.2 紊流模型

2.2.1 k-&epsilon雙方程紊流模型

2.2.2 代數應力模型

2.2.3 低雷諾係數紊流模型和壁面函式法

2.3 計算模型的離散化

2.3.1 迎風格式

2.3.2 扣心差分格式

2.3.3 基於正交格線的離散化格式

2.3.4 基於Cut cell格線的方程離散

2.4 N-S方程的求解方法

2.4.1 SIMPLE算法

2.4.2 共軛梯度法

2.4.3 SOLA-VOF法

2.4.4 近似盒疊代法（ABX）

2.5 自由表面的處理

2.6 其他問題的處理

2.6.1 邊界條件

2.6.2 自由表面壓力邊界條件

2.6.3 數值穩定性條件

2.6.4 對流量的修正

2.6.5 潛熱處理

2.7 充型過程流場算法的改進

2.7.1 針對界面模糊現象的改進

2.7.2 流體碰壁時體積函式的分配

2.7.3 提高計算效率的方法

2.8 流場模擬試驗驗證

2.8.1 模擬軟體驗證

2.8.2 標準試驗的模擬（水力模擬試驗）

2.8.3 實際澆注過程與模擬計算的對比

2.8.4 邊界切格線模擬計算與水力試驗結果的對比

2.8.5 邊界切格線計算結果與鋸齒形格線的計算結果對比

2.9 鑄造充型過程數值模擬技術套用

2.9.1 重力充型過程數值模擬

2.9.2 低壓鑄造充型過程數值模擬

2.9.3 壓力鑄造充型過程數值模擬

2.9.4 精密鑄造充型過程數值模擬

2.9.5 消失模鑄造充型過程數值模擬

2.9.6 金屬型傾轉鑄造

第3章 鑄造凝固過程數值模擬技術

3.1 鑄造凝固過程的數學模型

3.1.1 控制方程

3.1.2 初始條件

3.1.3 邊界條件

3.1.4 有限差分離散

3.2 鑄造凝固過程的數值求解

3.2.1 初始條件

3.2.2 邊界條件的確定

3.2.3 結晶潛熱的處理

3.2.4 正交格線與邊界切格線的溫度場結果對比

3.3 重力鑄造下縮孔與縮松的預測

3.3.1 縮孔預測

3.3.2 縮松預測

3.4 低壓鑄造條件下的縮孔與縮松預測

3.4.1 縮孔預測

3.4.2 縮松預測

3.5 試驗驗證

3.6 鑄件凝固過程數值模擬技術套用

3.6.1 砂型鑄鋼件套用實例

3.6.2 低壓鑄造套用實例

3.6.3 精密鑄造套用實例

第4章 鑄造模擬過程前後處理技術

4.1 鑄件格線自動剖分

4.1.1 STL檔案格式

4.1.2 格線剖分原理

4.1.3 均勻格線剖分

4.1.4 非均勻格線剖分

4.1.5 基於非均勻格線算法的邊界切格線剖分

4.1.6 剖分實例

4.2 基於OpenGL的圖形顯示技術

4.2.1 OpenGL技術概述

4.2.2 OpenGL的工作順序

4.2.3 模型空間和模型矩陣

4.2.4 OpenGL的數據處理過程

4.2.5 OpenGL基本程式結構

4.2.6 基於OpenGL的圖形顯示套用

4.3 基於VTK的圖形顯示技術

4.3.1 VTK技術特點

4.3.2 VTK的框架結構

4.3.3 VTK層次結構

4.3.4 VTK的可視化處理

第5章 基於CAE的鑄造工藝CAPP技術

5.1 鑄造工藝CAPP的技術內涵

5.2 冒口CAD系統

5.2.1 冒口的設計原則

5.2.2 冒口設計的常用方法

5.2.3 冒口庫的建立

5.2.4 冷鐵的計算

5.3 澆注系統的設計

5.3.1 轉包澆注時澆注系統各截面尺寸的計算

5.3.2 漏包澆注時澆注系統各截面尺寸的計算

5.4 基於Pro/E二次開發的澆冒口系統繪製

5.4.1 系統軟硬體選型

5.4.2 軟體開發工具簡介

5.4.3 本系統中的幾種數據處理方法

5.5 鑄造工藝CAPP系統套用

5.5.1 皮帶輪毛坯件套用實例

5.5.2 側架鑄件套用實例

第6章 鑄造專家系統

6.1 鑄造工藝分析專家系統

6.1.1 鑄造專家系統的發展

6.1.2 鑄造專家系統現狀

6.1.3 鑄造專家系統套用前景

6.1.4 專家系統的特點

6.1.5 專家系統的工作原理

6.1.6 專家系統關鍵技術問題

6.2 鋁鑄件缺陷分析專家系統

6.2.1 鋁鑄件缺陷分析專家系統的主要功能

6.2.2 知識庫的建立及推理機的設計

6.2.3 系統的人機接口

6.2.4 鋁鑄件缺陷專家系統程式實現

參考文獻